衛(wèi)星系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師 黃江川

　　發(fā)射場(chǎng)系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師 周鳳廣

　　火箭系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師 姜杰

　　測(cè)控系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師 錢衛(wèi)平

　　提示

　　我國(guó)“嫦娥二號(hào)”探月衛(wèi)星將于10月1日至3日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心擇機(jī)發(fā)射，目前衛(wèi)星、火箭、發(fā)射場(chǎng)、測(cè)控和地面應(yīng)用五大系統(tǒng)，正在進(jìn)行發(fā)射前最后的技術(shù)準(zhǔn)備工作。

　　“嫦娥”再度奔月，幾多新聞看點(diǎn)。“嫦娥二號(hào)”探月衛(wèi)星發(fā)射前夕，本報(bào)記者專訪“嫦娥二號(hào)”五大系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師，為您全面解讀“嫦娥二號(hào)”即將展開的奔月之旅。

　　衛(wèi)星系統(tǒng)總師 黃江川

　　誰(shuí)打造中國(guó)奔月首列“直通車”

　　●直接奔月5天到達(dá)月球 ●相機(jī)成像分辨率優(yōu)于10米

　　“嫦娥二號(hào)”原本是“嫦娥一號(hào)”的備份星。因?yàn)?ldquo;嫦娥一號(hào)”出色完成了探月一期工程目標(biāo)，沒(méi)有必要再發(fā)射備份星。為最大限度節(jié)省國(guó)家的資金，我們對(duì)這顆“嫦娥一號(hào)”的備份星進(jìn)行了一系列技術(shù)改進(jìn)，把它改造成了探月二期工程的先導(dǎo)星“嫦娥二號(hào)”。從外觀來(lái)看，“嫦娥二號(hào)”和“嫦娥一號(hào)”大小和形狀幾乎完全一樣，可謂孿生姊妹。

　　與“嫦娥一號(hào)”相比，“嫦娥二號(hào)”此次奔月有以下新亮點(diǎn)：

　　直接奔月了。“嫦娥一號(hào)”是先發(fā)射到地球附近的過(guò)渡軌道，繞地球7天以后才飛向月球。最終到38萬(wàn)公里外的月球，“嫦娥一號(hào)”飛行了13天多。此次“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星將由運(yùn)載火箭直接送入奔月軌道，預(yù)計(jì)5天左右就可到達(dá)月球。

　　飛得更近了。相比“嫦娥一號(hào)”200公里高度環(huán)月軌道，“嫦娥二號(hào)”將進(jìn)行100公里高度環(huán)月探測(cè)，并將進(jìn)入100公里×15公里橢圓軌道繞月飛行，最近點(diǎn)距離月球只有15公里，將在更近距離內(nèi)探測(cè)月球地形地貌。

　　裝備更好了。“嫦娥二號(hào)”將攜帶諸多新裝備奔月，比如，“嫦娥一號(hào)”搭載的CCD相機(jī)分辨率為120米。而“嫦娥二號(hào)”搭載的CCD相機(jī)在100公里圓軌道和100公里×15公里橢圓軌道的近月點(diǎn)處，將分別對(duì)“嫦娥三號(hào)”的預(yù)選著陸區(qū)進(jìn)行優(yōu)于10米和1.5米分辨率的成像試驗(yàn)，能獲得更清晰、更詳細(xì)的月球表面影像數(shù)據(jù)。

　　技術(shù)更新了。同“嫦娥一號(hào)”相比，“嫦娥二號(hào)”技術(shù)系統(tǒng)更加復(fù)雜。“嫦娥一號(hào)”有9個(gè)分系統(tǒng)，“嫦娥二號(hào)”增加了一個(gè)技術(shù)驗(yàn)證系統(tǒng)，主要驗(yàn)證“嫦娥三號(hào)”任務(wù)的部分關(guān)鍵技術(shù)，為后續(xù)任務(wù)實(shí)現(xiàn)月面軟著陸積累經(jīng)驗(yàn)。

　　在“嫦娥二號(hào)”執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中，面臨的主要風(fēng)險(xiǎn)有3點(diǎn)：一是發(fā)射時(shí)火箭能否將衛(wèi)星精確送入奔月軌道;二是衛(wèi)星到達(dá)月球時(shí)能否被月球順利捕獲;三是能否順利降到距月球15公里的軌道上。“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命半年，但只要一切按計(jì)劃進(jìn)行，節(jié)省出的燃料能夠讓“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星“伴月”的時(shí)間更長(zhǎng)，完成更多的探測(cè)試驗(yàn)任務(wù)。

　　發(fā)射場(chǎng)系統(tǒng)總師 周鳳廣

　　誰(shuí)讓“嫦娥”又一次平安出發(fā)

　　●確保設(shè)備“健康上崗” ●發(fā)射力爭(zhēng)“零窗口”

　　盡管已經(jīng)成功發(fā)射了“嫦娥一號(hào)”，但對(duì)我們來(lái)說(shuō)，每一次發(fā)射都是全新的挑戰(zhàn)，必須從“零”開始。

　　此次“嫦娥二號(hào)”發(fā)射任務(wù)的新情況，可將其歸納為“兩變”：發(fā)射位置變了，發(fā)射窗口變小了。

　　由于“嫦娥二號(hào)”要直飛月球，推力要大。故與“嫦娥一號(hào)”選擇“一塔制”的3號(hào)發(fā)射工位不同，“嫦娥二號(hào)”將選擇“兩塔制”(包括臍帶塔固定、勤務(wù)塔移動(dòng))的2號(hào)工位進(jìn)行發(fā)射。長(zhǎng)征三號(hào)丙運(yùn)載火箭帶助推，將帶給“嫦娥二號(hào)”更強(qiáng)勁的推力。

　　看似簡(jiǎn)單的位置變化，帶來(lái)的卻是一連串新的技術(shù)挑戰(zhàn)。為確保已使用20多年的2號(hào)工位勝任此次發(fā)射任務(wù)，我們對(duì)其進(jìn)行了相關(guān)技術(shù)升級(jí)和改造，開展了發(fā)射塔大封閉空調(diào)系統(tǒng)、常規(guī)加注系統(tǒng)等30余項(xiàng)技術(shù)改造，僅完成的設(shè)計(jì)施工圖紙就達(dá)600多張。

　　“嫦娥二號(hào)”發(fā)射窗口的變化，也對(duì)發(fā)射場(chǎng)系統(tǒng)設(shè)備的可靠性提出了更高要求。與“嫦娥一號(hào)”多次變軌奔月不同，“嫦娥二號(hào)”將直接飛向月球，因而發(fā)射窗口的限制更多、可選擇時(shí)段更少。“嫦娥一號(hào)”發(fā)射窗口設(shè)計(jì)周期是1個(gè)月，“嫦娥二號(hào)”窗口周期則是半年。如錯(cuò)過(guò)今年10月的發(fā)射時(shí)機(jī)，就只能等到明年4月了。“嫦娥一號(hào)”發(fā)射實(shí)現(xiàn)了“零窗口”，“嫦娥二號(hào)”我們力爭(zhēng)也要達(dá)到這一目標(biāo)。

　　為確保萬(wàn)無(wú)一失，我們嚴(yán)把測(cè)試數(shù)據(jù)關(guān)、質(zhì)量歸零關(guān)、數(shù)據(jù)復(fù)核關(guān)和階段評(píng)審關(guān)，系統(tǒng)梳理完善了需重點(diǎn)關(guān)注的關(guān)鍵設(shè)備和應(yīng)急預(yù)案。

　　只有想不到，沒(méi)有做不到。我們甚至預(yù)想到了防范多種意外災(zāi)害，專門對(duì)供配電分系統(tǒng)的某些地方進(jìn)行了改造。為確保每一項(xiàng)設(shè)備都“健康上崗”，我們必須精細(xì)、精細(xì)、再精細(xì)……

　　火箭系統(tǒng)總師 姜杰

　　誰(shuí)再把“嫦娥”托舉到月亮門口

　　●獨(dú)特結(jié)構(gòu)運(yùn)載能力更強(qiáng) ●發(fā)射4次成功率100%

　　迄今為止，人類已進(jìn)行的100余次探月活動(dòng)，成功率僅有50%，其中多數(shù)問(wèn)題源自火箭。相比“嫦娥一號(hào)”任務(wù)，“嫦娥二號(hào)”任務(wù)對(duì)運(yùn)載火箭推力的要求更大，衛(wèi)星入軌精度要求更高。

　　發(fā)射“嫦娥一號(hào)”時(shí)，我們比較小心謹(jǐn)慎，慢慢地調(diào)整軌道，飛行了13天14小時(shí)19分、行程206萬(wàn)公里才到達(dá)月球。這次發(fā)射“嫦娥二號(hào)”，我們更有把握了，可以直接射向月球，預(yù)計(jì)5天左右完成38萬(wàn)公里的奔月之旅。當(dāng)月球捕獲“嫦娥二號(hào)”后，衛(wèi)星便可按照我們的設(shè)想開展系列試驗(yàn)工作。

　　實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，離不開成熟的火箭發(fā)射技術(shù)。其實(shí)，發(fā)射衛(wèi)星就像一種特殊的“打靶”，力量要把握得恰到好處——力量大了，衛(wèi)星有可能直接撞上月球;力量小了，衛(wèi)星又可能與月球擦肩而過(guò)。

　　因此，我們?cè)诨鸺�的選擇上慎之又慎。經(jīng)過(guò)反復(fù)研究論證，我們把發(fā)射“嫦娥二號(hào)”的重任交給了長(zhǎng)征系列火箭的新成員——長(zhǎng)征三號(hào)丙運(yùn)載火箭。

　　與發(fā)射“嫦娥一號(hào)”的長(zhǎng)征三號(hào)甲火箭相比，長(zhǎng)征三號(hào)丙運(yùn)載能力更大，由2.6噸提高到了3.8噸。火箭起飛重量約為345噸，總長(zhǎng)54.84米，整流罩直徑4米。

　　自2008年首飛以來(lái)，長(zhǎng)征三號(hào)丙運(yùn)載火箭已經(jīng)進(jìn)行了4次發(fā)射，成功率100%。

　　長(zhǎng)征三號(hào)丙運(yùn)載火箭屬于中國(guó)12個(gè)型號(hào)的長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭之一，是“金牌火箭”長(zhǎng)征三號(hào)甲的孿生兄弟，最大的特征是由三級(jí)液體火箭捆綁2個(gè)助推器組成，這種獨(dú)特的“非全對(duì)稱”火箭在“長(zhǎng)征”系列里是唯一的。它的投入使用，填補(bǔ)了我國(guó)高軌道運(yùn)載能力的一個(gè)空白，真正形成火箭運(yùn)載能力系列化。

　　此外，為滿足 “嫦娥二號(hào)”任務(wù)的多項(xiàng)需求，長(zhǎng)征三號(hào)丙運(yùn)載火箭對(duì)整流罩等進(jìn)行了改進(jìn)，對(duì)遙測(cè)參數(shù)、延時(shí)存儲(chǔ)器和利用控制機(jī)配套數(shù)量進(jìn)行了調(diào)整，并采用制導(dǎo)關(guān)機(jī)技術(shù)，完全能滿足“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星精確入軌的要求。

　　測(cè)控系統(tǒng)總師 錢衛(wèi)平

　　誰(shuí)牽手“嫦娥”和月球“親密接觸”

　　●3艘“遠(yuǎn)望”船列陣大洋 ●106種預(yù)案從容應(yīng)對(duì)

　　同樣的距離，不一樣的路。如果將“嫦娥一號(hào)”13天多的“奔月”之路比作“國(guó)道”，那么“嫦娥二號(hào)”將要走的是一條“高速公路”，只用5天就可重訪月宮。

　　“嫦娥二號(hào)”采用可連續(xù)3天發(fā)射的任務(wù)方案。與“嫦娥一號(hào)”任務(wù)布設(shè)2艘測(cè)量船不同，此次任務(wù)我們將布設(shè)3艘“遠(yuǎn)望”測(cè)量船，列陣大洋攜手牽“嫦娥”。

　　“嫦娥二號(hào)”環(huán)月后，將擇機(jī)進(jìn)入100公里×15公里的橢圓軌道。這就是說(shuō)，衛(wèi)星距離月球最近時(shí)僅15公里，相當(dāng)于地面上客機(jī)在15000米高空飛行。衛(wèi)星飛行至月球背面，地面無(wú)法監(jiān)視其狀態(tài)，加上月球表面有許多6—7公里高的山峰，若控制不好，衛(wèi)星存在撞月的危險(xiǎn)。

　　風(fēng)箏高飛線在手。“嫦娥二號(hào)”在遙遠(yuǎn)太空能否順利完成和“月宮”15公里的“親密接觸”，取決于“放風(fēng)箏者”——咱們航天測(cè)控人飛控的精細(xì)水平。

　　我們預(yù)設(shè)了火箭入軌異常、變軌未能實(shí)施或滯后實(shí)施、發(fā)動(dòng)機(jī)故障等共106種預(yù)案故障模式，并制定了153種故障處理對(duì)策，以此確保“嫦娥二號(hào)”任務(wù)萬(wàn)無(wú)一失。

　　“嫦娥二號(hào)”還有一項(xiàng)任務(wù)引人注目：驗(yàn)證“嫦娥三號(hào)”任務(wù)關(guān)鍵技術(shù)X頻段。X頻段是國(guó)際深空探測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，與日益擁擠的S頻段相比，X頻段測(cè)控資源更豐富。從理論上講，X頻段軌道測(cè)量精度會(huì)更高，也可使相應(yīng)的星載設(shè)備體積小型化，有利于飛行器飛得更遠(yuǎn)。

　　目前，我國(guó)深空網(wǎng)建設(shè)已全面展開，將著力建設(shè)3個(gè)大型深空探測(cè)站。預(yù)計(jì)到2016年左右，可以實(shí)現(xiàn)三站聯(lián)網(wǎng)。不久的未來(lái)，將為中國(guó)的載人登月、火星探測(cè)提供支持……

　　地面應(yīng)用系統(tǒng)總師 李春來(lái)

　　誰(shuí)讓我們更清晰看見月亮的“臉”

　　●一邊奔月一邊探測(cè) ●15公里“睜眼”拍月球

　　形象地比喻，地面應(yīng)用系統(tǒng)是探月工程的“頭”，又是探月工程的“尾”。在工程初期，地面應(yīng)用系統(tǒng)要負(fù)責(zé)科學(xué)目標(biāo)設(shè)定;任務(wù)實(shí)施時(shí)，它又是衛(wèi)星有效載荷業(yè)務(wù)運(yùn)行的管理中心，是探測(cè)數(shù)據(jù)的處理與管理中心。不夸張地說(shuō)，我們“起得最早，睡得最晚”。

　　相比“嫦娥一號(hào)”而言，“嫦娥二號(hào)”任務(wù)我們面臨許多新的變化。

　　有效載荷的變化是“嫦娥二號(hào)”的重要看點(diǎn)之一。“嫦娥一號(hào)”有效載荷是8種，“嫦娥二號(hào)”則為7種。盡管我們?nèi)∠��?ldquo;嫦娥一號(hào)”原有的干涉成像光譜儀，但對(duì)激光高度計(jì)、X射線譜儀等進(jìn)行了適應(yīng)性改造，“嫦娥二號(hào)”實(shí)際功能更精細(xì)更先進(jìn)了。此外，還有一個(gè)變化值得大家關(guān)注：“嫦娥一號(hào)”是到了月球近月軌道才打開有效載荷，這次“嫦娥二號(hào)”有效載荷則是一邊奔月一邊展開，以便更好探測(cè)地月空間環(huán)境。

　　隨著有效載荷的變化，“嫦娥二號(hào)”數(shù)據(jù)接收任務(wù)也將發(fā)生重大改變。在“嫦娥一號(hào)”任務(wù)中，衛(wèi)星在地月轉(zhuǎn)移軌道，地面應(yīng)用系統(tǒng)沒(méi)有數(shù)據(jù)接收任務(wù)。而在“嫦娥二號(hào)”任務(wù)中，從衛(wèi)星發(fā)射的第二天起，就開始有了數(shù)據(jù)接收任務(wù)。

　　此次“嫦娥二號(hào)”數(shù)據(jù)接收，同“嫦娥一號(hào)”一樣，主要利用北京密云和云南昆明兩個(gè)地面接收站。兩個(gè)地面站分別擁有50米和40米口徑天線的數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)。為了保證探測(cè)數(shù)據(jù)接收的可靠性和完整性，兩個(gè)地面站將同時(shí)工作，互為備份。

　　當(dāng)然，為了更好地完成“嫦娥二號(hào)”任務(wù)，我們對(duì)有關(guān)地面數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)進(jìn)行了針對(duì)性改造，提高數(shù)據(jù)傳輸效率。數(shù)據(jù)接收碼速率將從3兆/秒提高至6兆/秒，在任務(wù)過(guò)程中，我們還將試驗(yàn)更高的數(shù)據(jù)接收速度。

　　“嫦娥二號(hào)”相比于“嫦娥一號(hào)”而言，最大的一個(gè)技術(shù)亮點(diǎn)，就是CCD相機(jī)分辨率有了量級(jí)性提高。

　　2008年11月12日，“嫦娥一號(hào)”從距離月球200公里高空獲取了“中國(guó)第一幅全月球影像圖”。這一次，更值得國(guó)人期待的是：“嫦娥二號(hào)”將從15公里近月點(diǎn)“睜開眼睛”，拍回未來(lái)“嫦娥三號(hào)”月球預(yù)選著陸區(qū)的高分辨率的三維影像圖。屆時(shí)，呈現(xiàn)在大家面前的將是更為清晰的“月亮的臉”……

　　本版文字由本報(bào)記者 劉興安、柳剛、張曉祺、陳國(guó)全、伍正華特約記者 嚴(yán)德勇、任旭、張利文 通訊員張曉霞、李筱梅、馮中華、張軼楠、鄧孟、王玉磊采訪整理